点火线圈基本知识

图5闭磁路点火线圈结构图
图5 干式闭磁路点火线圈结构
●笔式点火线圈结构
形状像一支笔杆，结构见图6
结构特点： 1.细长，内铁芯、初、次级骨架、外铁芯、壳体都细长。 2.结构紧凑，初、次级之间，次级与铁芯之间绝缘距离为 0.7~1mm，对材料耐温、耐高电压和尺寸精度要求高。 3.点火线圈直接安装在发动机的火花塞上，对线圈的耐温， 耐振动性能很高。 4.不同的材料组合在细长杆内，材料的膨胀系数不同，在结 构和材料的选择上，要考虑经受冷热冲击不开裂。 使用特点：直接装至发动机的火花塞上，无高压连接 线，电磁干扰小；体积小便于布置和安装。
●点火线圈的工作原理：
在汽车发动机点火系统中，点火线圈是为点燃发动机汽缸内空气和燃油混合物 提供点火能量的执行部件。其主要工作是基于电磁感应的原理，通过电子控制 器接收ECU的指令关断和打开点火线圈的初级回路，通过初级线圈绕组的电流， 在铁芯中产生磁场，作为磁能储存。当初级线圈绕组电流突然被切断（通过功 率晶体管断开电路接地端）时，磁场衰减，磁能释放，使次级线圈绕组产生感 应电动势。该感应电动势的足以使火花塞放电，我们称其为电感放电式点火。 另外也有电容放电式（CDI）点火系统。点火线圈可以认为是一种特殊的脉冲 变压器，它将蓄电池10~14V的低电压，转换为30KV以致更高的电压，按发动机 的点火顺序，依次送至各缸火花塞上，点燃混合气，推动发动机运转。（见图 2、图3） 点火线圈之所以能将车上低压电变成高电压，是由于有与普通变压 器相同的形式，初级线圈与次级线圈的匝数比大。但点火线圈工作方式却与普 通变压器不一样，普通变压器是连续工作的，而点火线圈则是断续工作的，它 根据发动机不同的转速以不同的频率反复进行储能及放能。当初级线圈接通电 源时，随着电流的增长四周产生一个很强的磁场，铁芯储存了磁场能；当开关 装置使初级线圈电路断开时，初级线圈的磁场迅速衰减，磁能释放，次级线圈 就会感应出很高的电压。初级线圈的磁场消失速度越快，电流断开瞬间的电流 越大，两个线圈的匝比越大，则次级线圈感应出来的电压越高。 点火线圈依照磁路分为开磁式及闭磁式两种。传统的点火线圈是用开 磁式。闭磁式则采用形似口或日的铁芯上绕初级线圈，外面再绕次级线圈，组 装后，用环氧树脂灌封。磁力线由铁芯构成闭合磁路。闭磁式点火线圈的优点 是漏磁少，能量损失小，体积小。
●数字式电控点火系统，见图7(ESA)按照 结构分为:
分电器式与无分电器式(DLI)两种类型。分电器式电控
点火系统只用一个点火线圈产生高压电，然后由分电 器按照点火顺序依次在各缸火花塞点火。由于点火线 圈初级线圈的通断工作由电子点火电路承担，因此分 电器已取消断电器装置，仅起到高压电分配职能。 无分电器式电控点火系统是一种新型的点火系统，它 完全取消了传统的分电器，由于没有分电器进行高压 电分配，原来采用一个点火线圈集中供电的方式就不 能实行了，就必须要另辟途径将高压电直接送到火花 塞，因此就采用了多个点火线圈的方法。于是，无分 电器式电控点火系统就产生了两种独特的点火方式： 双缸点火方式和单独点火方式。
图4开磁路点火线圈图
●闭磁路点火线圈结构（见图5）
在口形铁芯上，绕初级线圈，外面再绕次级线圈，组装后，
灌封环氧树脂。与开磁路比，漏磁少，能量损失小，体积 小。在现代汽车上，得到广泛的应用。 初级线圈：0.4~0.8漆包线，80~200匝 次级线圈：0.04~0.07漆包线， 8000~18000匝 铁芯：0.35~0.5硅钢片，口形或日形，形 成闭磁路 外壳：PBT工程塑料 永磁体：加永磁体后，体积减小约 30~40% 铁芯护套：热塑弹性体，防止冷热冲击开裂
图8双缸点火方式示意图
●单独点火方式

单独点火方式是每一个气缸分配一个点火线圈， 点火线圈直接安装在火花塞上的顶上，这样还取消了 高压线。这种点火方式通过凸轮轴传感器或通过监测 气缸压缩来实现精确点火，它适用于任何缸数的发动 机，特别适合每缸4气门的发动机使用。因为火花塞点 火线圈组合可安装在双顶置凸轮轴（DOHC）的中间， 充分利用了间隙空间。由于取消分电器和高压线，能 量传导损失及漏电损失极小，没有机械磨损，而且各 缸的点火线圈和火花塞装配在一起，外用金属包裹， 大幅减少了电磁干扰，可以保障发动机电控系统的正 常工作。
图6笔式线圈结构图
●点火系统分类：
在现代汽车的高速汽油发动机上，已经采用由微处理
机控制的点火系统，也称数字式电控点火系统。这种 点火系统由微电脑（计算机）、各种传感器和点火执 行器三部分组成。实际上在现代发动机中，汽油喷射 与点火这两个子系统都受同一个ECU控制，合用一组传 感器。传感器基本上与电控汽油喷射系统中的传感器 相同，例如有曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、 节气门位置传感器、进气歧管压力传感器、爆燃传感 器等。其中爆燃传感器是电控点火专用的一个很重要 的传感器（尤其是采用了废气涡轮增压装置的发动 机），它能够监测发动机是否爆燃及爆燃的程度，作 为反馈信号使ECU指令实现点火提前，使发动机不会爆 燃又能获得较高的燃烧效率。
图1点火线圈原理示意图பைடு நூலகம்
蓄电池 高压 输出
点火开关
次级线圈
初级线圈 点火线圈
铁芯
火花塞
断电器触点
分电器
图2 四缸机点火原理图
图

图3 发动机工作原理

●开磁路点火线圈结构（见图4）
线圈装入圆筒形的外壳中，里面充满变压器油，初级
端子，次级输出端子在上盖上。 初级线圈：0.5~1漆包线，230~370匝 次级线圈：0.06~0.1漆包线 11000~26000匝 铁芯：长条形，0.3~0.5硅钢片叠成 外壳：钢板拉伸而成 上盖：酚醛树脂，两边为初级接线端子，中心为 高压输出端子。
图7数字式点火系统原理示意图
●双缸点火方式（见图8）

双缸点火方式指两个气缸合用一个点火线圈， 因此这种点火方式只能用于气缸数目为偶数的发 动机上。如果在4缸机上，当两个缸活塞同时接近 上止点时（一个是压缩另一个是排气），两个火 花塞共用同一个点火线圈且同时点火，这时候一 个是有效点火另一个则是无效点火，前者处于高 压低温的混合气之中，后者处于低压高温的废气 中，因此两者的火花塞电极间的电阻完全不一样， 产生的能量也不一样，导致有效点火的能量大得 多，约占总能量的80%左右。